(57)【要約】【課題】回路基板のレイアウト設計後に十分な精度でかつ従来よりも短い処理時間で特性解析を行い、効率的で信号品質が良好な基板レイアウト設計を可能にする。【解決手段】回路基板の特性を数値解析する特性解析装置であって、特性解析の詳細度を指示する詳細度指示部と、回路に関する回路情報、前記回路を実装する基板のレイアウトに関する基板レイアウト情報および前記回路と基板レイアウトとの対応に関する回路・レイアウト対応情報とを入力する入力部と、入力された回路情報、基板レイアウト情報および回路・レイアウト対応情報に基づいて指示された詳細度に応じた回路基板特性解析用のモデルを生成するモデル生成部と、生成された回路基板特性解析用モデルを用いて特性解析を行う特性解析部と、解析結果を出力する出力部とを備え、詳細度指示部の指示に応じた詳細度の解析結果を出力することを特徴とする特性解析装置を用いる。また、前記特性解析装置を含んでなる基板レイアウト設計・検証装置を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板の特性を数値解析する際の詳細度を指示する詳細度指示部と、
回路に関する回路情報、前記回路を実装する基板のレイアウトに関する基板レイアウト情報および前記回路と基板レイアウトとの対応に関する回路・レイアウト対応情報とを入力する入力部と、
入力された回路情報、基板レイアウト情報および回路・レイアウト対応情報に基づいて指示された詳細度に応じた回路基板特性解析用の解析モデルを生成するモデル生成部と、
生成された回路基板特性解析用モデルを用いて特性解析を行う特性解析部と、
詳細度指示部の指示に応じた詳細度の解析結果を出力する出力部とを備えることを特徴とする特性解析装置。
【請求項２】
前記詳細度指示部が詳細度レベルカウンタを有し、詳細度レベルカウンタの値を変えることによって生成する解析モデルの詳細度を増加させて特性解析を行い、より詳細な解析結果を順次出力するように構成される請求項１記載の特性解析装置。
【請求項３】
前記詳細度レベルカウンタを初期化する初期化部を備え、初期化部によって解析実行中に詳細度レベルカウンタが初期化された場合は、実行中の解析を中断して初期化された詳細度での特性解析を開始する請求項２記載の特性解析装置。
【請求項４】
前記初期化部は、ユーザーによるレイアウト変更の操作によって起動される請求項３記載の基板レイアウト設計支援装置。
【請求項５】
モデル生成部は、前記詳細度に対応した大きさに全解析領域を分割し、さらに分割した各解析領域を特性解析アルゴリズムに基づく要素に分割して要素ごとに解析モデルを生成する請求項１記載の特性解析装置。
【請求項６】
前記特性解析部の特性解析が電磁界特性解析を含み、前記要素ごとの解析モデルが電磁気学的特性モデルであって、特性解析部は各電磁気学的特性モデルが互いに電磁的に及ぼす影響を計算することによって特性解析を行う請求項５記載の特性解析装置。
【請求項７】
入力部は、電磁界特性に大きな影響を与える信号線を重要信号線として入力させ、
モデル生成部は、重要信号線と各解析領域との位置関係に基づいて各解析領域の大きさを決定する請求項６記載の特性解析装置。
【請求項８】
前記基板が複数の層からなり、
モデル生成部は、さらに重要信号線が配置されている層を考慮して各解析領域の大きさを決定する請求項５記載の特性解析装置。
【請求項９】
前記回路情報が、重要信号線を識別するための回路属性を含み、
入力部は、前記回路属性から重要信号線を抽出する請求項７記載の特性解析装置。
【請求項１０】
請求項１〜９に記載の特性解析装置と基板レイアウト設計装置とを備え、回路基板のレイアウト設計と、設計した回路基板の特性解析とを行う基板レイアウト設計・検証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板の特性解析を行う特性解析装置と、それを含んでなる基板レイアウト設計・検証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器などに用いる回路基板、特に高周波を扱う基板を設計する上では、回路図上に表記されない電磁界的結合による影響、例えば基板上の配線パターンに流れる電流が他の信号線に誘導されることによる信号品質の劣化あるいは誤動作、不要輻射による人体や他の機器などへの悪影響が問題になる。このような電磁界的影響に対する対処法は、試作、測定をした上で問題点を明らかにし、回路設計段階からやり直すという作業の繰り返しで、徐々に仕様を満足する設計に収束させることを基本とし、設計者の経験やノウハウを基に収束を速めることで成り立ってきた。
【０００３】
しかしこの方法は、理論に基づいたアプローチではなく、あくまで経験やノウハウを基にしているため、基板レイアウトの品質や、設計期間は設計者の能力に大きく依存してしまっていた。
【０００４】
そこで、この課題を解決する手段として、電磁界的な情報を提供することで、基板レイアウト設計を支援する設計支援装置、設計支援方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
前記文献には、基板レイアウトＣＡＤなどにより出力された、レイアウト情報を基にして電磁界解析用モデルを生成し、それを解析して電磁界分布を得、基板レイアウトの設計者に表示するという手順を踏む。これにより、ユーザーは表示された情報をもとに輻射ノイズを低減するように基板レイアウトに改良を加え、再び解析にかけるという作業を繰り返すことで、実際に試作、測定をすることなく、基板レイアウトの品質を高めることが可能となる。
【特許文献１】特開２００１−３１８９６１号公報
【特許文献２】特開平７−３０２２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電磁界解析は、計算処理の負荷は大きいため、基板レイアウトＣＡＤによる設計時に基板全体に対して十分な精度で解析を行い、リアルタイムに解析結果を用いることは困難であった。電磁界解析を行うためによく用いられる手法の一例は、基板の３次元構造をメッシュ状に細分化して微小な要素を電磁放射源の点としてモデル化し、回路印加電圧による基板内の電流分布を積分方程式として数値化してモーメント法等の数値積分手法を用いて求める。求めた電流分布を各印加電圧について重畳して基板内の電流分布を求める。そして、求めた電流分布に基づいて各点の電磁界を解析する方法がとられる。前記のモーメント法によれば、積分方程式を線型方程式に置換して解き、近似解を得ることができるが、それでも計算量が多いためにその演算処理に多大な時間を要する。分割のメッシュを荒くすれば、要素数が減るので演算量も減らすことができるが、電磁的影響を点近似して求めているため、要素が大きくなると誤差が大きくなってしまう。特に、電磁放射源の近くでは、メッシュを細かくしなければ誤差が大きい。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、回路基板を試作することなく、設計後の検証を行うための回路基板の特性解析装置であって、十分な精度が得られしかも従来よりも短い処理時間で特性解析が可能な装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、回路基板の特性を数値解析する際の詳細度を指示する詳細度指示部と、回路に関する回路情報、前記回路を実装する基板のレイアウトに関する基板レイアウト情報および前記回路と基板レイアウトとの対応に関する回路・レイアウト対応情報とを入力する入力部と、入力された回路情報、基板レイアウト情報および回路・レイアウト対応情報に基づいて指示された詳細度に応じた回路基板特性解析用のモデルを生成するモデル生成部と、生成された回路基板特性解析用モデルを用いて特性解析を行う特性解析部と、詳細度指示部の指示に応じた詳細度の解析結果を出力する出力部とを備えることを特徴とする特性解析装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の特性解析装置は、特性解析の詳細度を指示する詳細度指示部と、指示された詳細度に応じた回路基板特性解析用のモデルを生成するモデル生成部とを備え、詳細度指示部の指示に応じた詳細度の解析結果を出力するので、最適な詳細度を指示することによって、十分な精度が得られかつリアルタイムの特性解析が可能となる。従って、この発明の装置を用いることによって、回路基板のレイアウト設計後に、十分な精度でかつ従来よりも短い処理時間で特性解析を行い、効率的で信号品質が良好な基板レイアウト設計を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明の特性解析装置は、回路基板の特性を数値解析する際の詳細度を指示する詳細度指示部と、回路に関する回路情報、前記回路を実装する基板のレイアウトに関する基板レイアウト情報および前記回路と基板レイアウトとの対応に関する回路・レイアウト対応情報とを入力する入力部と、入力された回路情報、基板レイアウト情報および回路・レイアウト対応情報に基づいて指示された詳細度に応じた回路基板特性解析用のモデルを生成するモデル生成部と、生成された回路基板特性解析用モデルを用いて特性解析を行う特性解析部と、詳細度指示部の指示に応じた詳細度の解析結果を出力する出力部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
ここで、特性解析とは、設計した基板レイアウトに関する特性を試作することなく数値計算で求めることをいい、例えば電磁界解析のことをいうがこれに限定されず、熱分布解析や波形解析などであってもよい。数値解析は、実物の特性を解析用にモデル化し、そのモデルを用いて演算処理をして、解析結果を得るが、特性解析装置が処理可能な演算量におさめるためにモデルあるいは演算手法に近似を用いる。詳細度とは、この近似の度合いをいい、高い詳細度で行った解析は精度のよい結果が期待されるが演算量が多く処理に時間を要する。また、回路情報とは、例えば、IC、抵抗などの部品特性（即ち、抵抗部品の抵抗値、周波数特性、ICの代表的シミュレータSPICEのデータなど）及び部品端子間の接続に関する情報である。また、基板レイアウト情報とは、例えば、プリント基板の層構成、層厚、材料特性、及び回路基板の配線パターンの配置や基板上に実装する部品の配置に関する情報である。回路・レイアウト対応情報は、回路情報中の端子、配線と、基板レイアウト情報中の端子、配線との対応関係を表す情報である。
前記詳細度指示部が詳細度レベルカウンタを有し、詳細度レベルカウンタの値を変えることによって生成する解析用モデルの詳細度を増加させて特性解析を行い、より詳細な解析結果を順次出力するように構成してもよい。このようにすれば、詳細度レベルカウンタによって詳細度に関する処理を一括管理することができる。また、カウンタの値を変えて解析を繰り返せばより詳細な解析結果を順次出力することができるので、まず低い精度の解析結果を即座に出力して基板レイアウト設計者に概要を知らせ、次第にそれよりも詳細な解析結果を出力し、基板レイアウト設計者に設計の結果を判断させることができる。これによって、基板レイアウト設計者は、長く待たされることなく解析結果の概要を把握し、十分な精度の解析結果が得られると判断するまで解析を反復させ、必要な精度の解析結果が得られた時点で解析を終了させることができる。このように解析結果を提供することは、設計者の便宜にかなうものである。
【００１２】
また、前記詳細度レベルカウンタを初期化する初期化部を更に備え、初期化部詳細度レベルカウンタが初期化された場合は、実行中の解析を中断して初期化された詳細度での特性解析を開始するようにしてもよい。このようにすれば、解析実行中に、解析をやりなおしたいとユーザーが意図した場合、即座に解析をやりなおすことができる。
【００１３】
さらに、前記初期化部は、ユーザーによるレイアウト変更の操作によって軌道されてもよい。このようにすれば、解析実行中に、ユーザーが基板のレイアウト変更を行った場合、それに応じて即座に変更されたレイアウトに基づいた解析を開始することができる。
【００１４】
さらにまた、モデル生成部が、前記詳細度に対応した大きさに全解析領域を分割し、さらに分割した各解析領域を特性解析アルゴリズムに基づく要素に分割して要素ごとに解析モデルを生成するようにしてもよい。このようにすれば、詳細度に応じて解析領域ごとにモデル精度を変化させ、しかも領域に対するモデル精度の配分が解析アルゴリズムに依存しないようにできる。このため、様々な解析アルゴリズムあるいは各種特性の解析において、詳細度に応じた解析を行うことができる。
【００１５】
また、前記特性解析部の特性解析が電磁界特性解析を含み、前記要素ごとの解析モデルが電磁気学的特性モデルであって、特性解析部は課電磁気学的モデルが互いに電磁的に及ぼす影響を計算することによって特性解析を行うものであってもよい。
ここで、解析用モデルは、たとえば要素毎の電流、磁流、電位、磁気ベクトルポテンシャル、電荷、磁束などの電磁気学的物理変数からなっていてもよい。そして、それらの電磁気学的物理変数同士が及ぼしあう影響を電磁気学理論に基づいた電磁界解析アルゴリズムを用いて計算することによって特性解析を行ってもよい。
【００１６】
また、入力部が、電磁界特性に大きな影響を与える信号線を重要信号線として入力させ、モデル生成部は、重要信号線と各解析領域との位置関係に基づいて各解析領域の大きさを決定するようにしてもよい。このようにすれば、重要信号線からの電磁的影響を受けやすい重要信号線付近は遠方よりも解析領域を小さくして高い精度の解析を行い、逆に比較的電磁的影響の少ない遠方は解析領域を大きくして演算処理量を減らすことにより、全体として高い精度と速い演算処理時間を両立させた解析を実現することができる。
【００１７】
さらにまた、前記基板が複数の層からなり、モデル生成部は、さらに重要信号線が配置されている層を考慮して各解析領域の大きさを決定するようにしてもよい。
【００１８】
また、前記回路情報が、重要信号線を識別するための回路属性を含み、入力部は、前記回路属性から重要信号線を抽出するように構成してもよい。前記回路属性は、例えば信号線の信号周波数や信号電流の大きさであってもよい。このようにすれば、レイアウト設計者が重要信号線を指定する手間を省き、重要信号線の選択を半自動的に行うことができるばかりでなく、選択の漏れをなくすことがでる。従って、処理が早くしかも精度の高い解析を実現することができる。
【００１９】
また、この発明は、前述の特性解析装置と基板レイアウト設計装置とを備え、回路基板のレイアウト設計と、設計した回路基板の特性解析とを行う基板レイアウト設計・検証装置を提供する。この発明の基板レイアウト設計・検証装置は、前記の特性解析装置を含むので、回路基板のレイアウト設計後に、十分な精度でかつ従来よりも短い処理時間で特性解析を行うことができる。従って、効率的で信号品質が良好な基板レイアウト設計を実現することができる。
【００２０】
以下に、図面を用いてこの発明を更に詳述する。
【実施例】
【００２１】
図１は、本発明の解析装置およびそれを備えた基板レイアウト設計・検証装置の構成の一例を示すブロック図である。図１において、基板レイアウト設計・検証装置１は、ユーザーインターフェース（以降ＵＩと記述する）を含む基板レイアウトＣＡＤ１０と、電磁界解析部２０とにより構成される。この電磁界解析部２０が本発明の特性解析装置に該当する。
【００２２】
ＵＩを含む基板レイアウトＣＡＤ１０は、回路ＣＡＤなどにより生成された回路情報と、基板形状、層情報、素子形状、端子形状、配置制約などの物理情報をそれらの情報が記憶された記憶部（図示せず）あるいはユーザーが操作する入力操作部（図示せず）から取り込み、ユーザーによる基板レイアウト入力に制約を与えることで、条件を満たす基板レイアウト設計を支援する。
【００２３】
電磁界解析部２０は、基板レイアウトＣＡＤ１０から、基板レイアウト情報、回路情報、回路・レイアウト対応情報を取り込んで電磁界解析を行い、結果を表示する。電磁界解析部２０は、解析モデルを簡易なものから次第に詳細なものに置き換えて解析を繰り返す詳細化解析ループ処理を行うことで、表示する情報の詳細度を時間経過とともに向上させることを特徴とする。
【００２４】
より詳細には、電磁界解析部２０は、詳細度指示部ならびに入力部を含む制御部２１０、解析用のモデルを生成するモデル生成部２２０、モデル生成部２２０で生成したモデルを用いて特性解析を行う特性解析部２３０、出力部としての表示部２４０により構成される。
【００２５】
制御部２１０は、詳細化の進捗度を表す詳細度レベルカウンタ２００を保持、管理し、基板レイアウトＣＡＤ１０から基板レイアウト情報、回路情報、回路・レイアウト対応情報を取り込んで、これらの情報と詳細度レベルカウンタの値をもとにモデル生成部２２０がモデル簡略化に利用する簡略化パラメータを生成し、基板レイアウト情報、回路情報、回路・レイアウト対応情報とともにモデル生成部２２０に出力する。
【００２６】
また、制御部２１０は、モデル生成部２２０、特性解析部２３０、表示部２４０各部からの「処理完了」、「中断完了」、「エラー発生」など動作状態情報を管理し、それをもとに各部へ「動作開始」、「中断」などの動作制御情報を送る。これによって、電磁界解析部２０の処理状態の制御を行う。
【００２７】
モデル生成部２２０は、制御部２１０からの簡略化パラメータ、基板レイアウト情報、回路情報、回路・レイアウト対応情報を入力として、基板レイアウトを簡略化パラメータに対応する詳細度の電磁界解析モデルデータを生成し、特性解析部２３０に出力する。
特性解析部２３０は、モデル生成部２２０から送られる電磁界解析モデルデータを入力として電磁界解析計算を行い、電磁界解析結果を表示部２４０に出力する。
表示部２４０は、特性解析部２３０からの電磁界解析結果をユーザー指定の表示形態で表示する。
（第１の実施形態）
以下に、電磁界解析部２０が行う処理について詳細に説明する。
図２は、電磁界解析部２０における電磁界解析方法の第１の実施形態におけるフローチャートである。
【００２８】
〔詳細度レベルカウンタ初期化〕
電磁界解析が開始されると、制御部２１０は、詳細度レベルカウンタを１に初期化する（Ｓｔｅｐ  Ｓ１）。その後、制御部２１０は詳細化解析ループ処理に入る。
【００２９】
〔簡略化パラメータ生成〕
制御部２１０は、詳細度レベルカウンタの値が表す詳細化レベルと、基板レイアウト情報、回路情報、回路・レイアウト対応情報から得られる、重要信号線の配置情報をもとに、モデル生成部２２０がモデルの簡略化に利用する簡略化パラメータを生成し、これを基板レイアウト情報、回路情報、回路・レイアウト対応情報とともにモデル生成部２２０に渡す（Ｓｔｅｐ  Ｓ２）。ここで、詳細度レベルカウンタの値と重要信号線の配置とから簡略化パラメータを生成するのは、その後の処理工程で生成するモデルの各要素の大きさを、これらの情報に基づいて決定できるようにするためである。
【００３０】
〔解析用簡略化モデル生成〕
次に、制御部２１０は、モデル生成部２２０に処理開始を指示する。モデル生成部２２０は、制御部２１０からの処理動作開始指示を受けると、基板レイアウト情報、回路情報、回路・レイアウト対応情報を、簡略化パラメータに基づく簡略化を加えた、２次元または３次元モデル情報に変換し、さらに回路情報に含まれる信号源や集中定数素子を追加した電磁界解析モデルデータとして、特性解析部２３０に出力し、制御部２１０に処理完了を通知する（Ｓｔｅｐ  Ｓ３）。電磁界解析モデルデータの形式、及びモデル生成部２２０の動作についての詳細は後述する。
【００３１】
〔電磁界解析〕
制御部２１０は、モデル生成部２２０からの処理完了通知を受けると、次に特性解析部２３０に特性解析部の動作開始を指示する。
特性解析部２３０は、制御部２１０からの動作開始指示を受けると、モデル生成部２２０から与えられた電磁界解析モデルデータについて、電磁界解析を行い、表示部２４０に電磁界解析結果を出力して、制御部２１０に処理完了を通知する（Ｓｔｅｐ  Ｓ４）。ここで、具体的な電磁界解析計算法については、例えば、モーメント法を用いることができる。
モーメント法は、導体、誘電体表面の未知電流、磁流分布を未知電流、磁流要素で近似し、各要素によって生じる電磁界分布を表す式を求めて境界条件に代入し、連立方程式化し、それを解くことで、電流、磁流分布を求め、電磁界の状態を解析する手法である。
モーメント法について詳細に記載した文献としては特許文献２がある。
【００３２】
〔表示更新〕
制御部２１０は、特性解析部２３０からの特性解析部処理完了通知を受けると、表示部２４０に解析データ更新を通知する。表示部２４０は、制御部２１０からの解析データ更新通知を受けると、特性解析部２３０から新たに電磁界解析結果を取り込んで表示を更新する（Ｓｔｅｐ  Ｓ５）。
【００３３】
〔終了判定〕
制御部２１０は、詳細度レベルカウンタの値をもとに詳細化ループ終了判定を行い（Ｓｔｅｐ  Ｓ６）、詳細化解析ループ継続の場合は詳細度レベルカウンタをインクリメントして（Ｓｔｅｐ  Ｓ７）、詳細化解析ループ処理の先頭（Ｓｔｅｐ  Ｓ２）に戻る。
詳細化解析ループ終了の場合、制御部２１０は、詳細化解析ループ終了処理を行い解析部２０の動作を完了させる。
次に簡略化パラメータとモデル生成部２２０について、より詳細な説明をする。
ここで、簡略化パラメータとは、重要信号線の位置を表す重要信号線位置情報と、詳細度レベルカウンタ値である詳細化レベルを組み合わせたものである。
【００３４】
重要信号線は、重要信号線の回路属性としてあらかじめクロックラインなどを設定しておき、それらの属性をもつ信号線の位置を回路情報、回路・基板レイアウト対応情報、基板レイアウト情報から自動的に抽出したものや、ユーザーにより基板上の位置を直接指定したものである。
【００３５】
図３は、モデル生成部２２０の詳細な構成を表すブロック図である。モデル生成部２２０は、モデル変換制御部２２１、ブロック分割部２２２、ブロック内構造メッシュ化部２２３、解析モデル合成部２２４から構成される。
【００３６】
モデル変換制御部２２１は、制御部２１０の指示に従いモデル生成部２２０全体の処理状態の制御を行う。詳細には、モデル生成部２２０の処理状態の制御は、ブロック分割部２２２、ブロック内構造メッシュ化部２２３、解析モデル合成部２２４の各部が出力する「動作中」、「処理完了」、「エラー発生」などの内動作状態情報をもとに各部の状態を把握して、それをもとに次の動作を判断し、各部へ「開始」、「中断」などの内動作制御情報を送ることで行う。
【００３７】
ブロック分割部２２２は、特性解析部２３０が電磁界解析を行う際に、たとえば要素毎の電流、磁流、電位、磁気ベクトルポテンシャル、電荷、磁束などの未知数を配置しうる全領域（以降、解析対象全領域と記述）を、基板レイアウト情報から求め、簡略化パラメータに基づいて、大きさの異なる複数の解析領域ブロックに分割する。
【００３８】
ブロック内構造メッシュ化部２２３は、基板レイアウト情報、回路情報、回路・基板レイアウト対応情報から各解析領域ブロックの内部に含まれる導体、誘電体の物性情報及び配置情報、さらに概当解析ブロック内に存在する端子に接続される回路の回路情報などの各情報を抽出し、それらの情報を特性解析部２３０の解析アルゴリズムが処理できる形式のブロック内解析モデルデータに変換する。
具体的な電磁界解析モデルデータの形式は、特性解析部の構成によって変化するが、例えば、特性解析部で用いる電磁界解析アルゴリズムが特許文献２に記載のモーメント法を基にするものである場合には、導体表面の未知電流分布、誘電体表面の未知電流分布、未知磁流分布を近似する未知電流、磁流要素の配置情報、導体表面及び誘電体界面の境界条件情報、未知電流要素、磁流要素及び各素子間の接続関係情報を含んでいる。簡略化パラメータの値に応じて未知電流、磁流要素数を増減させることで、電流、磁流分布精度、解析時間を制御する。
解析モデル合成部２２４は、各解析領域ブロックに対応するブロック内解析モデルデータを全て合成して、ひとつの電磁界解析モデルデータとする。
【００３９】
図４は、モデル生成部が行うモデル生成の処理を示すフローチャートである。図４に示すように、モデル変換制御部２２１は、制御部２１０からモデル変換制御部動作開始の制御情報を受け取ると、まずブロック分割部２２２にブロック分割部動作開始を指示する（Ｓｔｅｐ  Ｓ１０）。
【００４０】
〔解析領域ブロック分割処理〕
ブロック分割部２２２は、モデル変換制御部２２１からブロック分割部動作開始指示を受けると、基板レイアウト情報から解析対象全領域を求め、これを簡略化パラメータに基づいて大きさの異なる複数の解析領域ブロックに分割する解析領域ブロック分割処理を行う（Ｓｔｅｐ  Ｓ１１）。解析領域ブロック分割処理についてのより詳細な説明は、さらに後述する。ブロック分割部による分割処理は、電磁界解析のアルゴリズムに依存せず、詳細度に基づいて各解析領域ブロックの大きさを決定して分割するものである。その後、分割した全ての解析領域ブロックについての分割の情報をブロック内構造メッシュ化部２２３に出力し、モデル変換制御部２２１にブロック分割部処理完了を通知して処理を完了する。
【００４１】
モデル変換制御部２２１は、ブロック分割部２２２からのブロック分割部処理完了通知を受けると、ブロック内構造メッシュ化部２２３に動作開始を指示する。
【００４２】
〔ブロック内メッシュ化処理〕
ブロック内構造メッシュ化部２２３は、モデル変換制御部２２１から動作開始指示を受けると、ブロック分割部２２２から受け取った解析領域ブロックの各々について、該当解析領域ブロック内部に含まれる導体、誘電体、回路素子などの構造を基板レイアウト情報、回路情報、回路・基板レイアウト対応情報から抽出し、それらの構造を特性解析部２３０が処理できる形式のブロック内解析モデルデータに変換する（Ｓｔｅｐ  Ｓ１２）。
ブロック内構造メッシュ化部は、各解析領域ブロック内部を電磁界解析アルゴリズムに依存したモデルに変換する。この処理に用いる変換アルゴリズムは、公知の電磁界解析アルゴリズムを用いて行う。従って、メッシュ分割は、外形の境界を除けば解析領域ブロックの形状とは無関係に行なわれ、各解析領域ブロックについて同様のアルゴリズムを適用して各解析領域ブロックをほぼ等しい数に分割する。即ち、ブロックの大きさとメッシュサイズはほぼ比例する。これによって、各解析領域ブロックの演算量(要素数)もほぼ等しくなる。前述のように、各領域ブロックの大きさは、その詳細度に基づいて決定され分割されているので、結果的には重要な部分ほどより多くの演算量が割り当てられる。
このように、本願発明では詳細度に応じて領域ごとにモデル精度を変化させ、しかも領域に対するモデル精度の配分が電磁界解析アルゴリズムに依存しない。このため、様々な電磁界解析アルゴリズムを用いた電磁界解析において、詳細度に応じた解析をすることができる。
即ち、解析領域ブロックの大きさに比例してモデルのメッシュ分割幅を決めるので、より大きな解析領域ブロックには、より簡略化されたブロック内解析モデルデータが適用される。
【００４３】
次にブロック内構造メッシュ化部２２３は、変換した全てのブロック内解析モデルデータを解析モデル合成部２２４に出力し、モデル変換制御部２２１にブロック内構造メッシュ化部処理完了を通知して処理を完了する。
モデル変換制御部２２１はブロック内構造メッシュ化部２２３からのブロック内構造メッシュ化部処理完了通知を受けると、次に解析モデル合成部２２４に解析モデル合成部動作開始を指示する。
【００４４】
〔解析モデル合成処理〕
解析モデル合成部２２４は、モデル変換制御部２２１から解析モデル合成部動作開始指示を受けると、各解析領域ブロックに対応するブロック内解析モデルデータを全て合成して、ひとつの解析モデルとし、これを特性解析部２３０に出力する（Ｓｔｅｐ  Ｓ１３）。その後、モデル変換制御部２２１に解析モデル合成部処理完了を通知して処理を完了する。
モデル変換制御部２２１は、解析モデル合成部２２４からの解析モデル合成部処理完了通知を受け取ると、制御部２１０にモデル変換処理完了を通知してモデル変換処理を完了する。
【００４５】
次に、ブロック分割部２２２で行われる解析領域ブロック分割処理について、より詳細に説明する。
ブロック分割部２２２は、分割処理前の解析領域ブロックを要素として処理前リストと分割処理完了後の解析領域ブロックを要素として持つ処理後リストの２つのリストを持ち、さらにループ内で処理中の解析領域ブロックを処理中ブロックとして処理中ブロック記憶に保持する。
図５は、ブロック分割部２２２が行なう解析領域ブロック分割処理のフローチャートである。
【００４６】
〔処理前・処理後リスト初期化〕
ブロック分割部２２２は、まず初期化処理として、処理前リスト、処理後リストを空として初期化する。さらに基板レイアウト情報から解析対象全領域を求め、それを解析領域ブロックとして、処理前リストに登録する（Ｓｔｅｐ  Ｓ２０）。
ブロック分割部２２２は、初期化処理の後、ブロック分割ループ処理に入る。
【００４７】
〔処理前リスト−＞処理中ブロック〕
ブロック分割部２２２は、ループの先頭で、処理前リストから任意の要素を１つ取り出して処理中ブロックとし、同時に処理前リストから登録抹消する（Ｓｔｅｐ  Ｓ２１）。
【００４８】
〔ブロック分割判定〕
次にブロック分割部２２２は、処理中ブロックに対して、ブロック分割判定を行う。
ブロック分割判定は、簡略化パラメータに含まれる重要信号線位置Ｘと処理中ブロックＹとの距離ｄ（Ｘ，Ｙ）、処理中ブロックＹの大きさの代表値Ｌ（Ｙ）、簡略化パラメータに含まれる詳細度レベルカウンタの値Ｄ、および信号周波数と媒体の誘電率あるいは透磁率によって定まる波長λを用いて行う。
【００４９】
ブロック分割判定条件の一例は、下記の数１で示す式である。ブロック分割部２２２は、下記式の条件が満たされたときに、ブロック分割を行うと判断する（Ｓｔｅｐ  Ｓ２２）。ただし、Ｄｍａｘは詳細度レベルカウンタの最大値である。数１で、ｄ（Ｘ，Ｙ）の値が一定とした場合、式の右辺は、詳細度レベルカウンタの値、即ち詳細度Ｄの値に対して単調に減少する。このような関数を与えることで、詳細度が増加することによってブロック分割数が単調増加する条件式が得られる。
【００５０】
また、下記の式は、右辺の値が波長λ以下の値をとらないよう最大値関数ｍａｘ用いている。このようにすることで、判定条件を満足する限りブロック分割判定を繰り返すループ処理は、有限の回数で終わることが保証される。
【００５１】
【数１】
2006012047.tif 000003
ここで、ｄ（Ｘ，Ｙ）は、重要信号線位置Ｘと処理中ブロックＹとの距離であるが、詳細には、図６に示すように重要信号線位置Ｘに含まれる点xと処理中ブロックＹに含まれる点yの２点x、y間距離ｄ（x，y）を定義したとき、任意にとったx、yの２点間の最小距離と定義する。ただし、ｄ（x，y）は一般的なユークリッド距離であってもよいが、層内と層間で重みを変えた距離など、下記の数２で示される式を満足するような任意の定義を用いることが可能である。
【００５２】
【数２】
2006012047.tif 000004
また、処理中ブロックＹの大きさの代表値Ｌ（Ｙ）は、例えば、処理中ブロックの長軸の長さをその値に用いてもよい。
【００５３】
〔ブロック分割〕
ブロック分割部２２２は、分割判定の結果が真である場合には、処理中ブロックをｘ、ｙ、ｚ方向にそれぞれ２等分して得られる８つの新たな解析領域ブロックを、処理前リストに登録し（Ｓｔｅｐ  Ｓ２５）、ループの先頭に戻る。
〔処理中ブロック−＞処理完了リスト〕
分割判定が偽であった場合、ブロック分割部２２２は、処理中ブロックを処理後リストに登録する（Ｓｔｅｐ  Ｓ２３）。
【００５４】
〔終了判定〕
次に処理前リストが空であるかを判定し、処理前リストが空で無いなら、ブロック分割ループの先頭に戻る。
処理前リストが空であるならば、ブロック分割部２２２はブロック分割ループ処理を終了し、処理後リストに保持されている全ての解析領域ブロックをブロック内構造メッシュ化部２２３に出力して、モデル変換制御部２２１に動作完了を通知する（Ｓｔｅｐ  Ｓ２４）。
【００５５】
上述したブロック分割部２２２による解析領域ブロック分割処理においては、重要信号線存在位置からの距離が大きくなるほど、分割が粗くなっていくという特徴がある。図７は、この実施例の分割判定処理によって分割されたブロックの一例を示す説明図である。
（第２の実施形態）
【００５６】
図８は、電磁界解析部２０の電磁界解析処理の異なる処理手順の一例を表すフローチャートである。
この実施例では、簡略化モデル生成部２２０、特性解析部２３０におけるループ処理中に、制御部２１０からの中断指令を参照する中断判定(Ｓｔｅｐ  Ｓ３４およびＳ４２)を行い、中断終了処理(Ｓｔｅｐ  Ｓ３６およびＳ４４)を加えた点が、第１の実施形態と異なる。これにより、レイアウト設計者が解析を中断あるいはやり直したいと考えた場合に、実行中の特性解析を即座に中断して次の処理に移行することが可能になる。
【００５７】
中断指令は、ユーザーの操作によって解析処理を中断させるための電磁界解析中断部をもうけ、これによって中断させてもよい。さらに、中断指令はユーザーによる基板レイアウト変更操作によって発生させてもよい。この場合は、例えば、レイアウト変更操作が部品を現在の位置から他の位置へ移動させる場合に、移動中に繰り返し中断指令が発生することが内容に、一定の時間間隔毎に変更操作の有無を判定するようにしてもよい。このようにすれば、中断指令の発生頻度を制御することができ、中断に伴う電磁界解析部の再初期化などの処理の重複を避け、また頻繁な中断判定のために生じる時間ロスを短縮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
大量のデータを高速に処理することが求められる電子機器製品開発において、本発明の設計支援装置を用いることで、基板レイアウト設計品質を向上させ、必要な試作回数の削減、設計期間の短縮効果を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の解析装置およびそれを備えた基板レイアウト設計・検証装置の構成の一例を表すブロック図である。
【図２】電磁界解析部２０における電磁界解析方法の一例を示すフローチャートである。（実施の形態１）
【図３】図１のモデル生成部２２０の詳細な構成を表すブロック図である。
【図４】この発明に係るモデル生成部が行うモデル生成の処理を示すフローチャートである。
【図５】ブロック分割部２２２が行なう解析領域ブロック分割処理のフローチャートである。
【図６】ブロック分割判定において、重要信号線位置と処理中ブロックとの距離Ｄ（Ｘ，Ｙ）の定義を示す説明図である。
【図７】この発明に係るブロック分割判定処理によって分割されたブロックの一例を示す説明図である。
【図８】この発明の電磁界解析部が行う電磁界解析処理の異なる処理手順の一例を表すフローチャートである
【符号の説明】
【００６０】
１  基板レイアウト設計・検証装置
１０  ユーザーインターフェースを含む基板レイアウトＣＡＤ
２０  電磁界解析部、特性解析装置
２００  詳細度レベルカウンタ
２１０  制御部
２２０  モデル生成部
２２１  モデル変換制御部
２２２  ブロック分割部
２２３  ブロック内構造メッシュ化部
２２４  解析モデル合成部
２３０  特性解析部
２４０  表示部
【図１】
2006012047.tif 000005
【図２】
2006012047.tif 000006
【図３】
2006012047.tif 000007
【図４】
2006012047.tif 000008
【図５】
2006012047.tif 000009
【図６】
2006012047.tif 000010
【図７】
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【図８】
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